JP4612248B2 - 電解コンデンサの駆動用電解液 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解コンデンサの駆動用電解液（以下、電解液と称す）の改良に関するものであり、特に耐電圧を改善した電解液に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、中高圧用アルミニウム電解コンデンサの電解液は、エチレングリコール等の溶媒に、高級二塩基酸またはそのアンモニウム塩、ホウ酸またはそのアンモニウム塩およびマンニトール等の多価アルコール類を溶解していた。ホウ酸と多価アルコール類とはエステル化合物を形成し、その構造的な特性により電解液の耐電圧が向上することが知られている。さらに合成高分子であるポリビニルアルコールを添加すると、電解液の耐電圧をいっそう向上させることが可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、炭素数が６程度のマンニトール、ソルビトール等は添加量を増加させても電解液の耐電圧の向上が緩慢であり、耐電圧を大幅に向上させるには、比抵抗の顕著な上昇を伴う。ポリビニルアルコールは少量の添加で電解液の耐電圧向上が図れるが、エチレングリコールを主成分とする溶媒に対して溶解性が著しく低いため多量に添加できない上、長時間の加熱と攪拌が必要になるという問題がある。また、多価アルコール類は主溶質である高級二塩基酸ともエステル反応を起こすことがあるため、電解液特性の変化が大きくなるという問題があった。
本発明は上記課題を解決し、電解液の比抵抗の上昇を抑制しつつ、耐電圧の上昇を図ることが可能な電解コンデンサ用の電解液を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は１，４−ジヒドロキシジカルボキシアントラキノンがキノン骨格とカルボキシル基とを有することに着目し、この構造により電解液の比抵抗の上昇を抑制しつつ耐電圧の上昇を図ろうとするものである。すなわち、エチレングリコールを主成分とする溶媒に、有機カルボン酸またはその塩と、ホウ酸またはそのアンモニウム塩と、１，４−ジヒドロキシ−６，７−ジカルボキシアントラキノン（化２）、１，４−ジヒドロキシ−５，６−ジカルボキシアントラキノン、１，４−ジヒドロキシ−５，８−ジカルボキシアントラキノンのうち少なくとも１種とを溶解し、１，４−ジヒドロキシジカルボキシアントラキノンの溶解量が、０．１０〜５．００ｗｔ％であることを特徴とする電解コンデンサの駆動用電解液である。
【０００５】
【化２】

【０００７】
そして、有機カルボン酸としては、乳酸、酪酸、オクタン酸、ドデシル酸、安息香酸、ニトロ安息香酸、アントラニル酸、サリチル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、１，６−デカンジカルボン酸、５，６−デカンジカルボン酸、７−ビニルヘキサデセン−１，１６−ジカルボン酸等を例示することができる。
【０００８】
さらに、有機カルボン酸の塩としては、アンモニウム塩の他、メチルアミン、エチルアミン、ｔ−ブチルアミン等の１級アミン塩、ジメチルアミン、エチルメチルアミン、ジエチルアミン等の２級アミン塩、トリメチルアミン、ジエチルメチルアミン、エチルジメチルアミン、トリエチルアミン等の３級アミン塩、テトラメチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム等の４級アンモニウム塩、イミダゾリニウム塩等を例示することができる。
【０００９】
溶媒としては、エチレングリコールの他、プロピレングリコール等のグリコール類、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のラクトン類、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−エチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−エチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホリックアミド等のアミド類、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、イソブチレンカーボネート等の炭酸類、アセトニトリル等のニトリル類、ジメチルスルホキシド等のオキシド類、エーテル類、ケトン類、エステル類、水等を例示することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
１，４−ジヒドロキシジカルボキシアントラキノンは融点が高く、熱安定性に優れており、また、金属酸化物と反応し耐水性の皮膜を形成するためアルミニウム酸化皮膜の上にコーティングすることができ耐電圧が維持できる。また、カルボキシル基を有しているため、比抵抗の上昇がほとんどない。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。表１の組成で電解液を調合し、３０℃における電解液の比抵抗と８５℃における火花発生電圧（電解液の耐電圧）を測定し、表１の結果を得た。
【００１２】
【表１】

【００１３】
【表２】

【００１４】
表１，２より、１，４−ジヒドロキシジカルボキシアントラキノンを溶解した実施例は、従来例より比抵抗の上昇を抑えながら耐電圧を向上していることが分かる。１，４−ジヒドロキシジカルボキシアントラキノンの溶解量が０．１０ｗｔ％未満では耐電圧向上の効果が十分なく、５．００ｗｔ％を超えると比抵抗が高くなりすぎ低比抵抗用途に不向きとなる。よって、１，４−ジヒドロキシジカルボキシアントラキノンの溶解量は、０．１０〜５．００ｗｔ％の範囲が好ましい。
【００１５】
１，４−ジヒドロキシジカルボキシアントラキノンを溶解した電解液の効果は、実施例に限られるものではなく、先に例示した各種薬品を単独または組み合わせて使用しても、実施例と同等の効果がある。
【００１６】
【発明の効果】
上記のとおり、本発明による１，４−ジヒドロキシ−６，７−ジカルボキシアントラキノン、１，４−ジヒドロキシ−５，６−ジカルボキシアントラキノン、１，４−ジヒドロキシ−５，８−ジカルボキシアントラキノンのうち少なくとも１種を溶解した電解液を用いることで、比抵抗の上昇を抑えながら耐電圧の向上を図ることができ、熱安定性に優れるため高温下での製品の信頼性を高めることができる。

Claims (1)

1. エチレングリコールを主成分とする溶媒に、有機カルボン酸またはその塩と、ホウ酸またはそのアンモニウム塩と、１，４−ジヒドロキシ−６，７−ジカルボキシアントラキノン（化１）、１，４−ジヒドロキシ−５，６−ジカルボキシアントラキノン、１，４−ジヒドロキシ−５，８−ジカルボキシアントラキノンのうち少なくとも１種とを溶解し、
   前記１，４−ジヒドロキシジカルボキシアントラキノンの溶解量が、０．１０〜５．００ｗｔ％であることを特徴とする電解コンデンサの駆動用電解液。